DE69901984T2

DE69901984T2 - Verfahren und System für selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges

Info

Publication number: DE69901984T2
Application number: DE69901984T
Authority: DE
Inventors: Dario Barberis; Roberto Tione
Original assignee: Alstom Transport SA; Sab Wabco SpA
Current assignee: Alstom Transport SA; Sab Wabco SpA
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2019-01-27
Also published as: EP0968897B1; ITTO980560A1; DE69901984D1; EP0968897A2; ITTO980560A0; ATE220017T1; EP0968897A3; ES2179607T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System für selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges.
Moderne Systeme zum Betreiben und Kontrollieren des Schienenverkehrs erfordern zuverlässige Informationen über eine Reihe von Parametern, die sich auf die im Schienennetz befindlichen Züge beziehen.
Die US-A-5,651,517 beschreibt ein Verfahren zur automatischen Zuganeinanderreihung mit Bereitstellung eines entlang der Zuglänge variierenden Parameters und Übertragung eines Synchronisierungssignals entlang der Zuglänge zu den lokalen Knoten an jedem Wagen. Der Parameter wird an jedem Knoten hinsichtlich des Auftretens des Synchronisierungssignals am Knoten gemessen. Die Aneinanderreihung der Wagen wird dann als eine Funktion der gemessenen Parameter durchgeführt. Eine Vorgehensweise besteht darin, die Parameter durch Übertragen eines seriellen Signals bereitzustellen, welches sich durch den Zug mit einer geringeren Geschwindigkeit als das Synchronisierungssignal ausbreitet, und dann an jedem Knoten die Zeitdifferenz zwischen dem Empfang des Synchronisierungssignals und des seriellen Signals zu messen.
In jüngster Zeit sind die die Schienennetze betreibenden Unternehmen mehr und mehr daran interessiert, selbsttätig verlässliche Informationen über die Zusammenstellung von schienengebundenen Zügen zu erhalten, ohne jedoch komplexe Erfassungssysteme zu installieren.
Um dieser Forderung zu genügen, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und ein System für selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges mit den Merkmalen zu schaffen, wie sie Gegenstand der Ansprüche sind.
Das Verfahren und das System gemäß der vorliegenden Erfindung machen sich ein physikalisches Prinzip zunutze, das für pneumatische Bremssysteme bei Zügen charakteristisch ist; genauer basiert die Erfindung auf der Beobachtung der Tatsache, dass beim Anlegen eines Bremsbefehls eine Absenkungsspitze erzeugt wird, die sich entlang der Bremsleitung des Bremssystems bewegt. Die Absenkungsspitze erreicht die verschiedenen Zugwagen mit einer Verzögerung, die von der Position des Wagens innerhalb des Zuges abhängig ist. Demzufolge sieht die vorliegende Erfindung vor, ein den Wagentyp identifizierendes Signal zu erzeugen, nachdem die durch einen Bremsbefehl erzeugte Absenkungsspitze erfasst worden ist. Durch Empfangen der alle Wagen des Zuges identifizierenden Signale ist es möglich, die Zusammenstellung der Wagen entlang des Zuges in Abhängigkeit von den individuellen Verzögerungen zu erfassen, mit denen die verschiedenen Absenkungsspitzen detektiert werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Ausrichtung jedes Wagens im Zug zu ermitteln.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich, die lediglich in Form nicht beschränkender Beispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen angegeben wird, wobei:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines schienengebundenen Zuges ist, der ein System gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt,
Fig. 2 eine schematische Ansicht ist, die eine Variante des Systems nach Fig. 1 zeigt,
Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, die allgemein einen Wagen des Zuges zeigt, der mit einem geeigneten System zur Ermittlung der Ausrichtung des Wagens ausgerüstet ist,
Fig. 4 bis 6 schematische Ansichten sind, die eine Variante des Systems nach Fig. 3 zur Ermittlung der Ausrichtung der Wagen zeigen,
Fig. 7 die Graphen der Druckänderung in der Bremsleitung während des Bremsens für die verschiedenen Wagen eines Zuges zeigt, und
Fig. 8 im größeren Maßstab den in Fig. 7 mit den Pfeilen VIII angedeuteten Graphen- Bereich zeigt.
Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen schienengebundenen Zug mit einer Lokomotive M und einer Vielzahl von zusammengekuppelten Wagen, die mit V&sub1;, V&sub2;, V&sub3; und Vn bezeichnet sind. In an sich bekannter Weise ist der Zug 10 mit einem pneumatischen Bremssystem einschließlich einer Bremsleitung 12 ausgerüstet, die sich von der Lokomotive bis zum letzten Wagen des Zuges erstreckt. Das Bremssystem umfasst im wesentlichen ein Hauptreservoir 14 (verbunden mit dem Bremssystem), das auf der Lokomotive M angeordnet ist und mittels eines Bremsventils 16 an die Bremsleitung 12 angeschlossen ist.
An jedem Wagen V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn ist eine Bremsanordnung vorgesehen, die in an sich bekannter Weise einen Verteiler 18 aufweist, der in ebenfalls bekannter Weise mit wenigstens einer Beschleunigungskammer ausgerüstet ist, wobei der Verteiler pneumatisch an ein Hilfsreservoir 20 und einen Aktuator 22 angeschlossen ist, der mechanisch mit der Zugstange zur Bremssteuerung verbunden ist.
Wenn die Bremsen offen sind, weist die Bremsleitung einen Normaldruck von 5 bar auf und alle Hilfsreservoire 20 sind auf dem gleichen Druck der Bremsleitung. Wenn der Druck in der Bremsleitung durch das Steuerventil 16 abgebaut wird, um einen Bremsbefehl auszulösen, wird eine Absenkung erzeugt, die vom Ventil 16 ausgeht und sich entlang der Bremsleitung 12 bis zum letzten Wagen des Zuges ausbreitet. Sobald die Verteiler 18 diese Absenkung empfangen, schalten sie die Hauptleitung in Verbindung zu den Beschleunigungskammern (anfänglich auf Atmosphärendruck) und setzen dann das Hilfsreservoir 20 in Verbindung zu den Bremssteuerungs-Aktuatoren 22, wodurch eine zur Druckreduzierung proportionale Bremskraft erzeugt wird.
Die Graphen in Fig. 7 zeigen die Änderung des Drucks P in der Bremsleitung als eine Funktion der Zeit t für die verschiedenen Wagen, die den Zug 10 bilden. Das Bremsen jedes Wagens beginnt zu dem Zeitpunkt, zu dem der entsprechende Verteiler 18 den Durchgang der durch S angedeuteten Absenkung erfasst. Ausgehend vom Kopf des Zuges verursacht diese Absenkung in Folge das Ansprechen der jeweiligen Verteiler, die die Bremsleitung direkt mit den Beschleunigungskammern verbinden. Auf diese Weise wird eine Absenkungsspitze erhalten, die sich zu den anderen Wagen ausbreitet, deren Verteiler den gleichen Vorgang wiederholen. Als Ergebnis wird die Absenkungsspitze zum Ende des Zuges hin immer ausgeprägter, wobei die typische Peak-Form beibehalten wird.
Daher beginnt die Absenkung entsprechend jedem Wagen V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn mit einer Verzögerung Δt&sub1;, Δt&sub2;, Δt&sub3; und Δtn, die abhängig ist vom Abstand der Wagen von der Lokomotive und der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Spitze S entlang der Bremsleitung 12. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist konstant bzw. abhängig von der Geometrie des Bremssystems und soll gemäß internationalen Standards nicht niedriger als 250 m/s sein. Demzufolge besteht eine unzweideutige Beziehung zwischen der Verzögerung Δt&sub1;, mit der die Absenkungsspitze S empfangen wird, und der Position der Wagen im Zug.
Unter Berücksichtigung dieses physikalischen Phänomens wird eine selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges möglich. Zu diesem Zweck ist es ausreichend, an jedem Wagen M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn einen Drucksensor 24 vorzusehen, der geeignet ist, den Druckabfall Δp (Fig. 8) zu detektieren, welcher den Durchgang der Absenkungsspitze S signalisiert. Jeder Drucksensor 24 ist mit einer Vorrichtung 26 verbunden, die geeignet ist, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das den Wagentyp identifiziert. In dem Augenblick, in dem der Drucksensor 24 den Durchgang der Absenkungsspitze S detektiert, erzeugt die Vorrichtung 26 das für den Wagen charakteristische Signal und sendet dieses an eine Empfangseinheit. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Empfangseinheit 28 auf der Lokomotive M angeordnet und die verschiedenen Signalgenerierungsgeräte 26 sind an einen Bus 30 angeschlossen, der mit der Empfangseinheit 28 verbunden ist. Die Einheit 28 ist daher in der Lage, die Zusammenstellung der Wagen V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn entlang des Zuges als eine Funktion der Zeitabfolge zu erfassen, mit welcher sie die den Wagentyp identifizierenden Signale empfängt. Die Empfangseinheit 28 kann dann die Information, die sich auf die Zusammenstellung des Zuges 10 bezieht, zu einem Basissystem übertragen, z. B. durch Funksignale. Als eine Alternative ist, wie in Fig. 2 gezeigt, jedes Signalgenerierungsgerät 26 mit einem Funksender ausgestattet, um das den Wagentyp identifizierende Signal zu dem Zeitpunkt zu übertragen, zu dem der Drucksensor 24 den Durchgang der Absenkungsspitze in der Bremsleitung 12 detektiert. Eine Basis-Empfangseinheit 28' empfängt die Funksignale und ermittelt die Zusammenstellung des Zuges als eine Funktion der Zeitabfolge, mit welcher die Signale empfangen werden.
Das Prinzip, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, kann neben der Erfassung der Zusammenstellung des Zuges auch dazu benutzt werden, die Ausrichtung jedes Wagens zu ermitteln.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung kann jeder Wagen V mit zwei Drucksensoren 24' und 24" ausgerüstet sein, die jeweils entsprechend am Kopfbereich H und am Heckbereich T des Wagens angeordnet sind. Jeder Drucksensor 24', 24" ist mit einem entsprechenden Signalgenerierungsgerät verbunden. Daher empfängt die Empfangseinheit 28 oder 28' für jeden Wagen zwei Signale, die um ein Zeitintervall Δt verschoben sind, weiches von dem Abstand zwischen den beiden Drucksensoren 24' und 24" abhängt. In Abhängigkeit von der Reihenfolge, mit der die Signale empfangen werden, ist es möglich zu ermitteln, ob der Wagen V mit dem Kopf H in der Bewegungsrichtung oder in der Gegenrichtung ausgerichtet ist.
Als eine Alternative kann die Ermittlung der Ausrichtung der Wagen durch Anordnung eines einzigen Sensors 24 an jedem Wagen durchgeführt werden. In diesem Fall muss der Sensor in Übereinstimmung mit einem Ende des Wagens angeordnet sein. Wenn die zwei Wagen Vn und Vn+1 identifizierenden Signale mit einer Verzögerung Δt empfangen werden, die im wesentlichen der Länge eines Wagens entspricht, bedeutet dies, dass die zwei Wagen in der in Fig. 4 gezeigten Relativposition sind. Wenn andererseits die Signale der beiden Wagen Vn und Vn+1 mit einem Zeitintervall Δt von nahe Null empfangen werden, bedeutet dies, dass die zwei Wagen in der in Fig. 5 gezeigten Relativposition sind. Wenn schließlich die zwei Signale der Wagen Vn und Vn+1 mit einer Verzögerung Δt entsprechend dem Doppelten der Länge eines Wagen empfangen werden, bedeutet dies, dass die beiden Wagen in der in Fig. 6 gezeigten Relativposition sind. Auf diese Weise kann die Empfangseinheit die Zusammenstellung der Wagen entlang des Zuges auf der Basis der Reihenfolge der empfangenen Signale ermitteln und zudem die Ausrichtung jedes Wagens als eine Funktion der Verzögerung Δt des Signals vom fraglichen Wagen im Vergleich zum Signal des vorangehenden Wagens erfassen.

Claims

Verfahren für selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges mit einer Vielzahl von zusammmengekuppelten Wagen (M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn), wobei der Zug (10) ein pneumatisches Bremssystem mit einer Bremsleitung (12) aufweist, die entsprechend jedem Wagen mit einer Bremsanordnung (18, 20, 22) verbunden ist, welche eine Bremskraft proportional zu einem Druckabfall in der Bremsleitung (12) im Vergleich zu einem Normaldruck anlegt, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

- Erzeugen eines Druckabfalls in der Bremsleitung, um eine Absenkung (S) herzustellen, die sich entlang der Bremsleitung (12) ausbreitet,

- Erfassen des Durchgangs der Absenkung (S) an jedem Wagen (M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn),

- Erzeugen eines Signals, das den Wagentyp nach Erfassen der Absenkung (S) identifiziert,

- Empfangen der Signale, die alle Wagen des Zuges identifizieren, und

- Bestimmen der Zusammenstellung der Wagen entlang des Zuges als Funktion der einzelnen Verzögerungen (Δt&sub1;, Δt&sub2;, Δt&sub3;, Δtn), mit denen die Absenkung (S) erfasst wurde, wobei die Ermittlung der Zusammenstellung des Zuges als eine Funktion der Zeitabfolge durchgeführt wird, mit welcher die den Wagentyp identifizierenden Signale von einer Empfangseinheit (28, 28') empfangen werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt des Erzeugens eines ersten Signales für jeden Wagen (M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn), das sich auf den Durchgang der Absenkung (S) entsprechend einem ersten Ende des Wagens bezieht, und eines zweiten Signales umfasst, das sich auf den Durchgang der Absenkung entsprechend einem zweiten Ende des Wagens bezieht, und Bestimmem der Ausrichtung des Wagens im Zug als eine Funktion der Reihenfolge, mit welcher die zwei sich auf den gleichen Wagen beziehenden Signale empfangen werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wagentyp identifizierenden Signale erzeugt werden, wenn die Absenkung (S) ein entsprechendes Ende des Wagens passiert und dass die Ausrichtung der Wagen im Zug als eine Funktion der Verzögerung (Δt) bestimmt wird, mit welcher das einen Wagen identifizierende Signal im Vergleich zu einem den vorhergehenden Wagen identifizierenden Signal empfangen wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wagentyp identifizierenden Signale entlang des Zuges mittels einer Datenübertragungsleitung übertragen werden.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Wagentyp identifizierenden Signale per Funk übertragen werden.
6. System für selbsttätige Ermittlung der Zusammenstellung eines schienengebundenen Zuges mit einer Vielzahl von zusammengekuppelten Wagen (M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn), wobei der Zug (10) ein pneumatisches Bremssystem mit einer Bremsleitung (12) aufweist, die entsprechend jedem Wagen mit einer Bremsanordnung verbunden ist, welche eine Bremskraft proportional zu einem Druckabfall in der Bremsleitung relativ zu einem Normaldruck anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:

- wenigstens einen Drucksensor (24, 24', 24") an jedem Wagen (M, V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, ... Vn), um den Durchgang einer Absenkung (S) an der Bremsleitung (12) nach Anlegen eines Bremsbefehls zu erfassen,

- Mittel (26) zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das den Wagentyp nach Erfassung einer Absenkung durch den Drucksensor (24, 24', 24") identifiziert, und

- Mittel (28, 28') zum Empfang der die Wagen identifizierenden Signale, um die Zusammenstellung der Wagen entlang des Zuges als eine Funktion individueller Verzögerungen (Δt) zu bestimmen, mit denen die Absenkung (S) detektiert wird, wobei die Ermittlung der Zusammenstellung des Zuges als eine Funktion der Zeitabfolge durchgeführt wird, mit welcher die den Wagentyp identifizierenden Signale von einer Empfangseinheit (28, 28') empfangen werden.